具有由壩狀物圍繞的接合焊盤的列印頭的製造方法與工藝

2023-10-05 06:35:09 2

具有由壩狀物圍繞的接合焊盤的列印頭

背景技術：
引線接合是在包括例如噴墨列印頭的各種半導體、微電子和MEMS(微機電系統)器件的製造中使用的互連技術。典型地，引線接合用於將集成電路(IC)或其它半導體器件與其封裝連接，但也可以將其用於其它類型的互連，例如將一個印刷電路板(PCB)與另一個連接，將IC管芯與PCB連接，將IC與其它電子部件連接等等。在引線接合中，通過使用熱、壓力、超聲波能量或其某種組合而製成的焊接來在兩端附接由諸如金、銅或鋁等金屬製成的小型線。在一些情況下，線的一端或兩端可以附接到PCB或IC管芯上的接合焊盤。通常，接合焊盤在PCB或管芯上提供金屬表面區域，該金屬表面區域能夠實現各種互連，包括引線接合、焊接、倒裝晶片安裝和探針。然而，如果碎屑或其它物理障礙物阻塞或妨礙了接合焊盤的接入，通往接合焊盤的引線接合或其它互連可能無法實現。附圖說明現在將參考附圖通過示例的方式描述本實施例，在附圖中：圖1是示出了適用於墨噴式印表機的列印盒和/或列印杆中的示例性模製列印頭的一部分的立視截面圖；圖2示出了圖1的示例性模製列印頭，其中引線接合將管芯接合焊盤與相鄰PCB上的印刷電路板(PCB)接合焊盤連接；圖3示出了用於製成具有壩狀物的列印頭的示例性過程，所述壩狀物圍繞接合焊盤區以防止過剩的溢出(flash)模製材料在模製過程期間進入接合焊盤區；圖4是圖3中所示的示例性過程的流程圖；圖5是示出示例性墨噴式印表機的方框圖，其具有併入了模製列印頭的示例的列印盒；圖6示出了併入了模製列印頭的示例的示例性列印盒的透視圖；圖7示出了併入了模製列印頭的示例的另一示例性列印盒的透視圖；圖8是示出了具有實施模製列印頭的示例的介質寬度列印杆的墨噴式印表機的方框圖；圖9是示出具有多個列印頭的模製列印杆的透視圖。在全部附圖中，相同的附圖標記表示類似但未必相同的元件。具體實施方式概要當前的噴墨列印頭將具有流體結構的集成電路(例如，加熱和驅動電路)併入到同一矽管芯襯底上，所述流體結構包括流體噴射腔室和噴嘴。管芯襯底中形成的流體分配歧管(例如，塑料內插物或小鍵(chiclet))和槽共同提供從細微的噴射腔室到較大的墨水供應通道的流體扇出。不過，管芯槽佔據寶貴的矽晶片面積(realestate)，並增加顯著的槽處理成本。可以通過使用將緊密的槽間距來實現較小的、較低成本的矽管芯，但與將較小管芯與扇出歧管和噴墨筆集成相關聯的成本遠遠抵消了較低成本管芯的益處。為降低噴墨列印頭成本而正在進行的努力已經帶來了新式模製噴墨列印頭，其中斷了噴射腔室所需的管芯尺寸與流體扇出所需的間隔之間的連接。模製噴墨列印頭使得能夠使用微小的列印頭管芯「條片」，例如2013年6月17日提交的題為「PrintheadDie」、編號PCT/US2013/046065的國際專利申請和2013年2月28日提交的題為「MoldedPrintBar」、編號PCT/US2013/028216的國際專利申請中所述的那些，在此通過引用的方式將這兩個國際專利申請中的每者的全部內容併入本文中。形成模製噴墨列印頭的方法包括例如壓縮模製和轉移模製法，例如分別在2013年7月29日提交的題為「FluidStructurewithCompressionMoldedFluidChannel」、編號PCT/US2013/052512的國際專利申請和2013年7月29日提交的題為「TransferMoldedFluidFlowStructure」、編號PCT/US2013/052505的國際專利申請中所述的那些，在此通過引用的方式將這兩個國際專利申請中的每者的全部內容併入本文中。像常規噴墨列印頭那樣，模製噴墨列印頭能夠使用引線接合來往返於列印頭管芯襯底提供電信號。如上文總體上所提到的，引線接合是在很多半導體和微電子器件的製造中使用的常見互連方法，該方法包含將小型線的末端焊接到集成電路(IC)管芯或印刷電路板(PCB)上的接合焊盤。在進行引線接合互連之後，通常對它們進行封裝以進行保護。不過，在製造引線接合互連之前，重要的是接合焊盤保持可接入並且沒有任何可能阻止線接觸並接合到接合焊盤的障礙物。遺憾的是，用於形成上述模製噴墨列印頭的模製方法可能導致過剩的模製化合物或其它模製材料(稱為「溢出物」)，其會妨礙或封堵列印頭管芯和相鄰PCB上的接合焊盤區。這些障礙物能夠阻止在管芯和PCB上的接合焊盤之間形成引線接合互連。解決這一問題可能包含使用雷射器或其它成本高昂的手段來在模製化合物中打開通孔，以提供對接合焊盤的接入並能夠實現引線接合或其它電氣互連。本文所述的具有嵌入式PCB和條片管芯的模製噴墨列印頭的示例性實施方式提供了能夠實現低成本引線接合互連的凹陷接合焊盤。條片管芯或PCB上的接合焊盤凹陷到管芯或PCB的前表面材料中，使得壩狀物圍繞接合焊盤區並阻止環氧樹脂模製化合物或其它模製材料在模製工藝期間進入接合焊盤區。例如，將圍繞管芯接合焊盤區的SU8燃燒室層中的具有凹陷的條片管芯和圍繞PCB接合焊盤區的FR4玻璃環氧樹脂中的具有凹陷的FR4PCB置於載體上，它們的前表面面對載體的熱釋放帶。管芯和FR4板上的壩狀物在模製工藝期間保持EMC(環氧樹脂模製化合物)溢出物位於接合焊盤區外並避開接合焊盤。在從載體釋放管芯和PCB時，打開接合焊盤(例如，不受EMC妨礙)，這使得能夠將管芯引線接合到PCB以進行電互連。在一個示例中，列印頭包括模製到模具中的列印頭管芯。管芯具有暴露於模具外部的前表面以分配流體，例如，通過管芯的前表面上的噴嘴來分配墨水。除了已經在模具中形成通道(流體能夠通過該通道直接傳輸到後表面)的地方之外，管芯具有被模具覆蓋的相對的後表面。管芯的前表面上的接合焊盤被壩狀物圍繞，壩狀物阻止模具接觸接合焊盤。在另一個示例中，列印盒包括外殼，以包含列印流體和列印頭。列印頭包括嵌入在模具中的管芯條片，其後表面被模具覆蓋，而前表面保持暴露，並且模具被安裝到外殼。模具中具有通道，流體可以通過該通道傳輸到管芯條片的後表面。管芯條片具有被壩狀物圍繞的接合焊盤，以使模具保持避開接合焊盤。在另一個示例中，列印杆包括嵌入在模具中的多個列印頭管芯和PCB。管芯接合焊盤凹陷到管芯的前表面的緊下方，並且PCB接合焊盤凹陷到PCB的前表面的緊下方。接合線將管芯接合焊盤與PCB接合焊盤連接。如本文中所使用的，「列印頭」和「列印頭管芯」表示墨噴式印表機或其它噴墨型分配器的能夠從一個或多個開口分配流體的部分。列印頭包括一個或多個列印頭管芯。管芯「條片」表示長寬比為50或更大的列印頭管芯。列印頭和列印頭管芯不限於分配墨水和其它印刷流體，而是還可以分配用於除印刷之外的用途的其它流體。說明性實施例圖1是示出了適用於墨噴式印表機的列印盒和/或列印杆中的示例性模製列印頭100的一部分的立視截面圖。列印頭100併入了圍繞接合焊盤區的壩狀物，壩狀物阻止過剩的溢出模製材料在模製工藝期間進入接合焊盤區。凹陷在壩狀物緊下方的接合焊盤保持沒有模製材料，這使得能夠進行後續的引線接合和封裝工藝。列印頭100包括被模製到單片主體106或由塑料或其它可模製材料形成的模具106中的細長的薄「條片」列印頭管芯102和PCB104(印刷電路板)。列印頭管芯102被模製到模具106中，使得管芯102的前表面108暴露於模具106外部，使得管芯能夠分配流體。管芯102具有被模具106覆蓋的相對的後表面110，除了在模具中形成的通道138處之外，流體可以通過通道138直接傳輸到管芯102(例如，參見圖2)。在不同的實施方式中，例如下文關於圖...